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地形跟随技术研究与实现

作　者: 谢燕武
导　师: 王伟
学　校: 西北工业大学
专　业: 导航、制导与控制
关键词: 地形跟随无线电高度表半物理仿真 VxWorks操作系统适应角法
分类号: V249.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 245次
引　用: 4次
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内容摘要

本文以某科研项目“飞行模拟系统”为背景，在充分掌握低空突防系统相关理论的基础上，基于现代战争的现实需求，并考虑到提高系统的飞行性能问题以及实际工程对算法设计的要求，采用适应角法和无线电高度表算法对低空地形跟随进行了算法设计，并建立了相应的数学模型和半物理实时系统仿真验证平台。本文开发了全数字地形跟随仿真系统与半物理地形跟随仿真系统两个系统以验证所设计的地形跟随算法。论文首先给出了雷达地形跟随算法和无线电高度表算法的设计原理，详细介绍了雷达间隙工作模式时的地形数据存储和更新方法，通过分析雷达的工作过程，设计了适应角法与无线电高度表算法相结合的地形跟随算法，研究了该算法的调参技术，并设计了地形跟随系统中的零指令线与高度监控线的生成算法。然后，运用Simulink工具箱构造了飞机模型、雷达模型和驾驶员模型等数学模型，搭建起地形跟随算法的闭环结构，针对不同地形(选用孤立山峰，双山峰地形、混合地形)在不同飞行状态下对地形跟随系统进行了全数字仿真，得到了很好的地形跟随效果。本文建立了基于VxWorks操作系统的半物理实时地形跟随仿真验证系统，实现了地形跟随过程的可视化。本文重点研究VxWorks操作系统下设备驱动的开发、实时建模技术、自动代码生成技术以及地形建模技术，给出了多串卡CP-132驱动开发的详细过程以及其实时建模过程，并详细介绍了系统中各个计算机的作用。最后在与全数字地形跟随仿真相同的条件下对地形跟随系统进行了半物理仿真实验，仿真结果表明半物理仿真结果与全数字仿真结果一致，满足飞行品质技术指标要求，设计的TF算法是可行的。相信本论文所做的工作会对地形跟随系统的工程化实现提供有益的参考。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-9
第一章绪论  9-15
  1.1 地形跟随技术简介  9-10
  1.2 地形跟随技术的发展与现状  10-12
  1.3 论文来源、背景及意义  12-13
  1.4 本文的研究内容及结构安排  13-15
第二章地形跟随系统算法研究  15-28
  2.1 地形跟随算法  15-22
    2.1.1 雷达地形跟随算法  15-18
    2.1.2 无线电高度表地形跟随算法  18-21
    2.1.3 雷达TF算法和无线电高度表算法的融合  21-22
  2.2 雷达TF算法的调参技术研究  22-25
    2.2.1 初始抑制函数参数选取  22-23
    2.2.2 抑制函数参数选择准则  23-25
  2.3 下显系统各曲线的生成算法设计  25-27
    2.3.1 零指令线生成算法  26-27
    2.3.2 高度监控线生成算法  27
    2.3.3 间隔辐射模态雷达静寂对零指令线、高度监控线的影响  27
  2.4 本章小结  27-28
第三章地形跟随系统全数字仿真实现  28-44
  3.1 某型飞机运动模型  28-31
    3.1.1 某型飞机的有关介绍  28
    3.1.2 某型飞机的纵向运动方程  28-29
    3.1.3 飞机纵向气动导数的确定  29-30
    3.1.4 配平  30-31
  3.2 地形跟随控制律设计  31-32
  3.3 驾驶员等效数学模型  32
  3.4 传输误差模型  32
  3.5 雷达模型  32-33
  3.6 全数字仿真及结果分析  33-43
    3.6.1 仿真结果  34-41
    3.6.2 仿真结果分析及结论  41-43
  3.7 本章小结  43-44
第四章半物理地形跟随系统驱动开发及建模技术  44-60
  4.1 基于PCI总线的多串口卡驱动开发  44-50
    4.1.1 PCI总线板卡驱动开发方法  44-46
    4.1.2 CP-132多串口卡的介绍  46
    4.1.3 CP-132多串口卡驱动开发流程  46-50
  4.2 内嵌S函数建模技术  50-57
    4.2.1 S函数介绍  50-51
    4.2.2 TLC实现机制  51-52
    4.2.3 使用TLC内嵌S函数对设备驱动程序封装  52-53
    4.2.4 内嵌的S函数CP-132多串口卡驱动模块  53-55
    4.2.5 UDP发送的S函数设备驱动程序  55-57
  4.3 多采样频率模型建模技术  57-59
    4.3.1 多采样频率模型与多任务环境的关系  57-58
    4.3.2 采样速率的过渡  58-59
  4.4 本章小结  59-60
第五章地形跟随系统半物理仿真系统设计及实现  60-80
  5.1 TF半物理仿真验证系统结构  60-62
    5.1.1 仿真系统应具有的功能  60
    5.1.2 仿真系统的结构组成及通信  60-62
  5.2 仿真主控机  62-74
    5.2.1 操纵系统  62-63
    5.2.2 跟随路点选取  63-67
    5.2.3 自动代码生成  67-72
    5.2.4 仿真控制软件  72-74
  5.3 仿真目标机  74-76
    5.3.1 数据通信  74-75
    5.3.2 模拟雷达的实现  75-76
  5.4 综合处理机  76-77
  5.5 仿真视景机  77-78
  5.6 闭环仿真结果及分析  78-79
  5.7 本章小结  79-80
第六章总结与展望  80-81
参考文献  81-85
研究生期间发表的论文  85-87
致谢  87-89

地形跟随技术研究与实现

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